Satellitenkommunikation
Im Vordergrund der Satellitenkommunikation stehen neben der klassischen Hochfrequenztechnologie auch Entwicklungen für künftige globale Multimedia-Satellitensysteme.
Der Vorteil heutiger Satellitenkommunikation besteht in der fast globalen Signalabdeckung durch geostationäre Satelliten. Diese Satelliten "stehen" dabei kontinuierlich über einem bestimmten Punkt der Erde. Sie liefern Rundfunk- und Fernsehprogramme sowie multimediale Dienste in alle Welt. Neue Entwicklungen wie HDTV und 3DTV eröffnen Chancen für neue Märkte. Geostationäre Kommunikationssatelliten werden auch in Zukunft in dünn besiedelten Gebieten die beherrschende Infrastruktur für die großflächige Verteilung von Informationen bleiben. Darüber hinaus können sie die erdgebundenen Technologien in den Bereichen Multimedia, mobile Kommunikation und mobiles Internet ergänzen.
Bei Naturkatastrophen und auch bei Missionen zur Friedenssicherung kommt der Satellitenkommunikation eine immer wichtigere logistische Funktion zu. Ihre Daten- und Kommunikationsverbindungen sind in Situationen, in denen keine terrestrische Infrastruktur besteht oder diese zerstört wurde, unverzichtbar.
Doch die Satellitenkommunikation unterstützt nicht nur wichtige gesellschaftliche und hoheitliche Aufgaben, sie ist auch in wirtschaftlicher Hinsicht von Bedeutung. Betrachtet man die gesamte Wertschöpfungskette so ist die Satellitenkommunikation der mit Abstand kommerziell erfolgreichste Raumfahrtsektor. Durch eine gezielte Förderpolitik des Bundes hat die deutsche Industrie inzwischen weltweit Marktanteile erobern können.
Bei dem ESA-Programm EDRS (European Data Relay System) hat Deutschland die Führung inne. Dieses europäische Datenrelais-Satellitennetzwerk ist eine weltraumgestützte Hochgeschwindigkeitsdatenautobahn, die neue Standards setzen soll. Die bei EDRS eingesetzte Satellitenplattform SGEO, die ebenfalls unter deutscher Führung bei OHB in Bremen entwickelt wird, dient auch als Basis für den geplanten nationalen Satelliten Heinrich-Hertz. Mit seiner Hilfe sollen wissenschaftlich-technische Experimente im Weltraum durchgeführt und innovative Nutzlasten unter realen Bedingungen getestet werden. Im Dezember 2014 haben das Bundesministerium für Verteidigung und das im Auftrag des BMWi handelnde DLR-Raumfahrtmanagement eine Vereinbarung über die gemeinsame Entwicklung und den Bau von Heinrich Hertz unterzeichnet. Das Projekt wird Ende 2015 starten.
Mit dem Setzen von Standards in der optischen Kommunikation erlangt Deutschland die Chance auf neue eigene Entwicklungen. So hat sich Deutschland bereits mit den Laserterminals (LCT) einen weltweiten Vorsprung erarbeitet.
Satellitennavigation
Galileo Galilei ist Namensgeber eines ehrgeizigen europäischen Raumfahrtprojekts: des Navigationssystems Galileo. Die satellitengestützte Navigation nimmt durch die rasch anwachsende Zahl von Anwendungsfeldern einen zunehmend größeren Stellenwert ein.
Galileo besitzt ein enormes Marktpotential in allen Bereichen des Verkehrswesens - der Luftfahrt, der Schifffahrt und dem Landverkehr, aber auch in der Geodäsie, der Landwirtschaft und nicht zuletzt in der Raumfahrt selbst. Die Satelliten übertragen Signale zur Erde, mit denen Zeit und Ort präzise bestimmt werden können. Galileo ist das erste gemeinsame Projekt der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der Europäischen Union (EU). Es soll eine zivile europäische Alternative zum amerikanischen GPS-System (Global Positioning System) bieten und Europa technologische Stärke und Präsenz im globalen Wettbewerb gegenüber den heutigen Systemen verschaffen.
Das Galileo-System wird aus 30 Satelliten bestehen, die in einer Höhe von etwa 24.000 Kilometern um die Erde kreisen. Deutschland übernimmt bei Galileo eine Führungsrolle.
Mit Galileo entsteht ein unabhängiges System unter ziviler Kontrolle, anders als die sich unter militärischer Kontrolle befindlichen Dienste des GPS-Systems der USA, des GLONASS-Systems Russlands und des Beidou-Systems Chinas. Galileo wird präzisere Daten liefern und weitergehende Dienste anbieten als das heutige GPS-System. Die vorgesehene Kompatibilität von Galileo mit GPS im offenen Dienst sowie die Interoperabilität mit allen anderen Satellitennavigationssystemen erlauben den größtmöglichen Nutzen für den Anwender durch die Bereitstellung von Navigationssignalen mit bisher nicht erreichter Verfügbarkeit und Verlässlichkeit.
Erdbeobachtung
Die Beobachtung der Erde aus dem Weltraum bietet immer wieder eine neue Sicht auf unseren Heimatplaneten. Erkundungssatelliten ermöglichen es, hochaktuelle und präzise Informationen über die Erdoberfläche sowie den Zustand der Meere und der Atmosphäre zu gewinnen. Die Anwendungen reichen von der Erstellung und Aktualisierung von Landkarten, über Umwelt-, Wetter- und Klimabeobachtung bis hin zur Unterstützung humanitärer Hilfsaktionen. Das breite Anwendungsspektrum der satellitengestützten Erdbeobachtung macht diese Technik nicht nur für Forschung sondern zunehmend auch für die Wirtschaft unentbehrlich.
Viele der hochinnovativen Technologien, die für Erdbeobachtungssatelliten und deren Instrumente bzw. Kameras erforderlich sind, werden an deutschen Standorten entwickelt und gebaut. So ermöglichen beispielsweise spezielle SAR-Radarinstrumente (Synthetic Aperture Radar) die Beobachtung der Erdoberfläche unabhängig von Bewölkung oder Tageszeit sowie die dreidimensionale Erfassung der Erde. So genannte hyperspektrale Sensoren, die Informationen in einer Vielzahl von Spektralbereichen gleichzeitig erfassen, ermöglichen beispielsweise detaillierte Aussagen über den genauen Zustand der Vegetation oder über Mineralien in Lagerstätten.
Mit dem TerraSAR-X-Satelliten (2007) und der Satellitenflotte RapidEye (2008) sowie dem Schwestersatelliten von TerraSAR-X, TanDEM-X (2010) konnte sich Deutschland weltweit in der Spitzengruppe im Bereich der Erdbeobachtung positionieren und damit seine hervorragende Ausgangsposition für weitere Entwicklungen und Missionen (EnMAP, MERLIN) ausbauen.
Deutschland betreibt eigene Infrastrukturen zur Steuerung der Satelliten sowie zum Empfang, zur Verarbeitung und zur Auswertung der von den Satelliten übertragenen enormen Datenmengen und bringt diese auch in die europäischen Infrastrukturen beispielsweise in die Europäische Weltraumorganisation ESA ein.
Der rasch wachsende weltweite Bedarf an Geodaten macht satellitengestützte Erdbeobachtung zu einem wichtigen Wirtschaftsfaktor. Deutsche Unternehmen beginnen sich im weltweiten Datenvertrieb in führender Rolle zu platzieren. Kleine und mittlere Dienstleistungsunternehmen entwickeln Software oder bieten direkt Geoinformationsdienste an, beispielsweise zur Aktualisierung und Erstellung raumbezogener Fach- und Planungsdaten zur Landbedeckung, zur Erstellung von Ertragsprognosen in der Landwirtschaft, zur Erfassung von Bodenbewegungen bei erdrutschgefährdeten Bauprojekten oder auch zur Einschätzung der Gewässergüte und Unterwassertopographie von Küstenregionen.
Im ESA-Erdbeobachtungsrahmenprogramm EOEP bestimmt Deutschland die Richtung wesentlich mit. Das EOEP entwickelt und betreibt weltweit Missionen für Forschung am Erdsystem und bereitet zudem den wissenschaftlichen und technologischen Boden für die operationellen europäischen Erdbeobachtungsprogramme EUMETSAT, die europäische Organisation für Wettersatelliten, und das EU-Programm Copernicus. Zusammen betreiben sie eine ganze Flotte von Satelliten für Wetter-, Klima-, Land- und Ozeanbeobachtung, sowie Satelliten zur Unterstützung der Katastrophen- und Sicherheitsvorsorge.
Mit dem Projekt "Fernerkundung in Schulen" (FiS) wird ein internetgestütztes Lernportal zum Thema Fernerkundung gefördert. In dem Vorhaben werden Informationen für Lehrer angeboten sowie Lernmodule aus mehreren Lehrbereichen der breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Weiterführende Informationen und Studienmaterialien werden zudem im Zusammenhang mit den Satellitenmissionen TerraSAR-X, TanDEM-X und EnMAP zur Radar- und Hyperspektral-Fernerkundung über die Portale www.saredu.dlr.de und www.enmap.org angeboten und in eigenen Sommerschulen vermittelt.
Raumfahrt-Robotik
Die Raumfahrt-Robotik - ein Schwerpunkt im Nationalen Programm für Weltraum und Innovation - ist eine Schlüsseltechnologie, die Weltraum-Missionen in Zukunft risikoärmer, nachhaltiger und kosteneffizienter macht. Es ist heute an der Zeit, Infrastrukturen zu konzipieren, die es erlauben, Satelliten und Raumstationen im All zu montieren, zu versorgen, zu modernisieren und sicher zu entsorgen. Weltraummüll und seine nachteiligen Auswirkungen auf Satelliten und die Erde werden vermieden: Der Beginn einer neuen Epoche in der Raumfahrt.
Notwendige Voraussetzungen für erfolgreiche Weltraummissionen sind eine hohe Zuverlässigkeit und die Möglichkeit, über lange Zeiträume hinweg autonom agieren zu können. Mobilität, Navigation, Manipulation, Montage und Demontage sind dabei typische Fähigkeiten von Weltraum-Robotern. So entsteht Hightech, die den extremen Anforderungen des Weltraums genügt und in diesem absoluten Grenzbereich zuverlässig arbeitet.
Dabei steht neben Technologieentwicklungen für zukünftige Missionen im Erdorbit und zur weiteren Erkundung des Weltraums das Transferpotenzial der Raumfahrt-Robotik für Anwendungen auf der Erde im Mittelpunkt der Technologiepolitik des BMWi.
Durch mögliche Synergien mit vielfältigen Anwendungen auf der Erde hat die Raumfahrt-Robotik hohes wirtschaftliches Potenzial und gesellschaftlichen Nutzen weit über die Raumfahrt hinaus - etwa in der industriellen Produktion, im Servicebereich, der Exploration von Bodenschätzen, im Bereich von Sicherheitsanwendungen oder der Medizintechnik.